Pichai aliĝis al Google en 2004, kie li gvidis la produktadministradon kaj novigadojn por aro de klientaj softvarproduktoj de Google, inkluzive de Google Chrome kaj Chrome OS, same kiel estante plejparte respondeca pri Google Drive. Li daŭriĝis por kontroli la evoluon de malsamaj aplikoj kiel Gmail kaj Google Maps. La 19-an de novembro 2009, Pichai donis demonstron de Chrome OS; la Chromebook estis liberigita por testo kaj testado en 2011, kaj liberigita al publiko en 2012. La 20-an de majo 2010, li anoncis la malferman fonton de la nova videokodo VP8 de Google kaj lanĉis la novan videoformaton, WebM. La 13-an de marto 2013, Pichai aldonis al la listo de produktoj de Google, kiujn li kontrolas.
2004, kie li gvidis la produktadministradon kaj novigadojn por aro de klientaj softvarproduktoj de Google,